Diseño de un mini robot

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MC Ing. Bernardo Haro Mtz. , QFB Lina Castro Cruz, Ing. Juan Carlos Santoyo , , Cruz Arguelles Alejandro, Monraz Gomez Rodrigo, Loza Lazarit Ali, Hawa Christian, Hernandez Mtz. Guadalupe

Resumen

El presente artículo describe el diseño y construcción de un prototipo micro-robot móvil de seguimiento de pista cerrada donde el número de vueltas se configura a un número determinadopara después detenerse.



Introducción

El avance tecnológico cada día es más vertiginoso, el área de la electrónica no podría rezagarse en este avance. Día con día surgen nuevos dispositivos electrónicos más veloces y pequeños, con un menor costo. Estas tecnologías permiten que los nuevos dispositivos sean más compactos y por lo tanto que puedan aplicarse al área de la micro-robótica.

Laconstrucción de este prototipo se realizó con el objetivo de participar en el concurso anual de mini-robótica ( http://www.minirobotica.org/ ), especialmente de aquellos que siguen una trayectoria dibujada en una pista. La trayectoria es de 8.0 m de longitud de color blanco de 1.5 cm . de ancho sobre fondo mate, que tiene una línea perpendicular para el conteo de vueltas.

El robot consiste deuna base metálica de aluminio (chasis) para fijarse sobre ella el tren de engranaje, motores, ruedas, detector y el tablero de control, ver Fig. 1.

Fig. 1 . Diagrama a bloques de los componentes del micro-robot



El par de motores del robot es manejado por el CI L293D quien recibe una señal eléctrica proporcionada por el conjunto de sensores de luz IR (infra-roja) ver Fig. 2. El conjuntode sensores de luz IR consiste de un par emisor-detector que polarizado adecuadamente envía una señal eléctrica de 0 a 5 Volts ("0" ó "1" lógico), dependiendo del color donde se refleje la luz IR. Los sensores están colocados a una distancia de 1.8 cm. entre sí y dependiendo del nivel de luz reflejada por la superficie blanca o negra, el sensor en cuestión proporciona un nivel lógico "0" ó "1"respectivamente.





Fig. 2. Diagrama simplificado del detector de contorno y pista.



El control de giro de los motores es en solo sentido permitiendo el avance y dirección del robot. Si el sensor izquierdo y el sensor derecho se encuentran en una región del mismo color el robot gira sus ruedas a la misma velocidad y dirección recta, ver Fig. 3.

Fig. 3 Diagrama a bloques del robotmóvil



En caso de que el sensor izquierdo (ver Tabla 1) se encuentre en una región blanca y el sensor derecho se encuentre en una región oscura el robot se moverá a la izquierda (derecha). Cuando el robot complete cierto número de vueltas debe detenerse. El número de vueltas es programable desde 1 a 10, para nuestro caso quedó programado en cinco vueltas para cumplir con los requerimientos dela competencia.

Tabla 1. E specificaciones de giro de los motores del robot.



El conteo del número de vueltas está determinado por un CI contador, este circuito esta configurado para que inicie la cuenta regresiva desde cinco hasta cero. El pulso de conteo descendente es proporcionado por el sensor de conteo . Cuando el contador cuenta cinco vueltas envía un pulso al L293D paradeshabilitar la polarización de los motores y así parar el robot. La construcción de este prototipo fue realizada con materiales que fácilmente se pueden encontrar en centros de venta de componentes electrónicos. El tren de engranajes y los motores de CD fueron obtenidos de un carro de juguete de bajo costo. El prototipo final ensamblado completo se muestra en la figura 4, donde puede observarse la parteelectrónica y mecánica.

Fig. 4 Prototipo micro robot "roquero"



Las pruebas realizadas al micro-robot fueron realizadas en una pista de formaica de color negro mate a la cual le pegó una cinta de color blanca de 1.5 cm. de ancho. La trayectoria a seguir debe de ser de 8.0 m de longitud con curvas cuyo radio de curvatura mínimo es de 10 cm.

Descripción de funcionamiento

La parte...
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